第二章 物理层
2020-07-02 10:09:01 1 举报AI智能生成
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《计算机网络》第二章物理层思维导图
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大纲/内容
物理层
物理层下的传输媒体
传输媒介
数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路
分类
导引型传输媒体
电磁波沿固体媒体传播
非导引型传输媒体
电磁波在自由空间中传播（如空气）
双绞线
多用于电话，性价比高，传输速率低
同轴电缆
传输速率较高
光缆
信道复用技术
频分复用
不同用户在相同时间占用不同频率宽度（频率宽度划分）
时分复用
不同用户在不同时间占用相同频率宽度（时间帧划分，类似时间片轮转）
统计时分复用
不同用户经统计后，根据数据的有无将数据放入时间帧（改进的时分复用）
避免了空闲时间帧（时隙）的资源浪费
波分复用
光的频分复用
码分复用
不同用户使用不同码型，用户之间不会造成干扰
宽带接入技术
ADSL技术
对现有电话用户线进行改造，使其能承载宽度数字业务
光纤同轴混合网（HFC）
对现有的同轴电缆网络改造，将主干部分替换成光纤
FTTx技术（光纤到x技术）
光纤的光信号在距离用户有一定距离的地方x转化为用户可用的电信号
基本概念
作用
尽可能屏蔽掉传输媒体和通信手段的差异，使物理层上面的数据链路层只需考虑如何完成本层的协议和服务
任务
确定与传输媒体的接口有关的一些特性
特性
机械特性
指明接口所用接线器的形状、尺寸等
电气特性
指明在接口电缆的各条线上的电压范围
功能特性
指明线上的电平意义
过程特性
指明对不同功能的各种可能的事件的出现顺序
数据通信的基础知识
数据通信系统的模型
源系统
源点
产生传输数据
发送器
对源点数据编码，如调制器
传输系统
目的系统
接收器
对传输系统的数据转换成能被设备处理的信息，如解调器
终点
接收接收器传来的数字比特流
有关信道的几个概念
信道
向某一方向传送信息的媒体，信道带宽一般指信道的频率宽度
通信交互方式
单向（单工）通信
只有一个方向的通信而没有反方向的交互，如无线电广播
双向交替（半双工）通信
通信双方都可以发送信息，但不能同时发送/接收
双向同时（全双工）通信
通信双方可以同时发送/接收信息
调制
来自源点的信号（基带信号）含有低频成分，不能被直接传输，需要进行调制
调制方式
对波型变换（编码）
基带调制
把基带信号搬到高频段（载波）
带通调制
常用编码
不归零制、归零制、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码，其中曼彻斯特编码为二码元一比特
信道的极限容量
限制码元传输速率的因素
信道能通过的频率范围
码间串扰
高频信号衰减使得波型失去界限，使码元变得模糊
（奈氏准则）在任何信道中，码元传输速率有其上限，超过上限时，将出现严重的码间串扰，使得接收端无法识别码元
信噪比
信号的平均功率和噪声的平均功率之比
（香农公式）信道的带宽/信噪比越大，信息的极限传输速率越高
提高信息传输速率（比特率）的方法
让每个码元携带更多比特的信息量
数字传输系统
早期
使用时分复用PCM
缺点
速率标准不统一
不是同步传输
改进
推出同步光纤网（SONET）和同步数字系列（SDH）
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